鋰電池 又名：鋰電

       1912年鋰金屬電池最早由Gilbert N. Lewis提出并研究。20世紀(jì)70年代時(shí)，M. S. Whittingham提出并開(kāi)始研究鋰離子電池。由于鋰金屬的化學(xué)特性非?；顫?，使得鋰金屬的加工、保存、使用，對(duì)環(huán)境要求非常高。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，鋰電池已經(jīng)成為了主流。

       鋰電池大致可分為兩類(lèi)：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。可充電電池的第五代產(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制，只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。

概述

　　鋰電芯（Lithium Cell）是指電化學(xué)體系中含有鋰（包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、鋰聚合物）的最基本電化學(xué)單位。鋰電池大致可分為兩類(lèi)：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的?？沙潆婋姵氐牡谖宕a(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制，現(xiàn)在只有少數(shù)的幾個(gè)國(guó)家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。

　　鋰電芯（Lithium Cell）是指電化學(xué)體系中含有鋰（包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、鋰聚合物）的最基本電化學(xué)單位。鋰電池大致可分為兩類(lèi)：鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰，并且是可以充電的。可充電電池的第五代產(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生，其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制，現(xiàn)在只有少數(shù)的幾個(gè)國(guó)家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。

工作原理

　　鋰金屬電池：

　　鋰金屬電池一般是使用二氧化錳為正極材料、金屬鋰或其合金金屬為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池。

　　放電反應(yīng)：Li+MnO2=LiMnO2

　　鋰離子電池：

　　鋰離子電池一般是使用鋰合金金屬氧化物為正極材料、石墨為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)的電池。

　　充電正極上發(fā)生的反應(yīng)為

　　LiCoO2==Li(1-x)CoO2+XLi++Xe-(電子)

　　充電負(fù)極上發(fā)生的反應(yīng)為

　　6C+XLi++Xe- = LixC6

　　充電電池總反應(yīng)：LiCoO2+6C = Li(1-x)CoO2+LixC6

　　正極

　　正極材料：可選的正極材料很多，主流產(chǎn)品多采用鋰鐵磷酸鹽。不同的正極材料對(duì)照：

　　LiCoO2 3.7 V 140 mAh/g

　　Li2Mn2O4 4.0 V 100 mAh/g

　　LiFePO4 3.3 V 100 mAh/g

　　Li2FePO4F 3.6 V 115 mAh/g

　　正極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子嵌入，充電時(shí)鋰離子脫嵌。 充電時(shí)：LiFePO4 → Li1-xFePO4 + xLi+ + xe-放電時(shí)：Li1-xFePO4 + xLi+ + xe- → LiFePO4

　　負(fù)極

　　負(fù)極材料：多采用石墨。新的研究發(fā)現(xiàn)鈦酸鹽可能是更好的材料。負(fù)極反應(yīng)：放電時(shí)鋰離子脫嵌，充電時(shí)鋰離子嵌入。 充電時(shí)：xLi+ + xe- + 6C → LixC6放電時(shí)：LixC6 → xLi+ + xe- + 6C

　　最早期應(yīng)用在心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低，放電電壓平緩。使得植入人體的起搏器能夠長(zhǎng)期運(yùn)作而不用重新充電。鋰電池一般有高于3.0伏的標(biāo)稱(chēng)電壓，更適合作集成電路電源。二氧化錳電池，就廣泛用于計(jì)算器，數(shù)碼相機(jī)、手表中。

　　為了開(kāi)發(fā)出性能更優(yōu)異的品種，人們對(duì)各種材料進(jìn)行了研究，從而制造出前所未有的產(chǎn)品。

　　1992年Sony成功開(kāi)發(fā)鋰離子電池。它的實(shí)用化，使人們的移動(dòng)電話(huà)、筆記本、計(jì)算器等攜帶型電子設(shè)備的重量和體積大大減小。

　　預(yù)計(jì)到2013 年全球鋰離子電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模將達(dá)到278.1 億美元，2015 年，新能源汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用將帶動(dòng)全球鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)規(guī)模達(dá)到523.2 億美元。

　　就中國(guó)市場(chǎng)而言，得益于動(dòng)力鋰離子電池的快速發(fā)展，2013 年鋰離子電池整體市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到741.7 億元，同比增長(zhǎng)33.2%，并且未來(lái)三年市場(chǎng)規(guī)模增速均會(huì)保持在30%以上，到2015 年，整個(gè)中國(guó)鋰離子電池的市場(chǎng)規(guī)模將突破1000 億元，達(dá)到1251.5 億元。

　　中國(guó)產(chǎn)業(yè)洞察網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示：電池產(chǎn)值2010年在5000多億元，這并不包括太陽(yáng)能電池，2012年達(dá)到了7000億元左右，預(yù)計(jì)到2015年將突破1萬(wàn)億元。而2013年家電行業(yè)不過(guò)七八千億元左右。當(dāng)前全國(guó)有1.2億輛新能源汽車(chē)，1.5億輛電動(dòng)自行車(chē)，50萬(wàn)個(gè)充電站，都在用電池，還包括飛機(jī)、坦克等都離不開(kāi)電池。

　　碳負(fù)極材料：

　　已經(jīng)實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹(shù)脂碳等。

　　錫基負(fù)極材料：

　　錫基負(fù)極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價(jià)態(tài)金屬錫的氧化物。沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

　　氮化物

　　也沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

　　合金類(lèi)

　　包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金 ，也沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

　　納米級(jí)

　　納米碳管、納米合金材料。

　　納米氧化物

　　目前合肥翔正化學(xué)科技有限公司根據(jù)2009年鋰電池新能源行業(yè)的市場(chǎng)發(fā)展最新動(dòng)向，諸多公司已經(jīng)開(kāi)始使用納米氧化鈦和納米氧化硅添加在以前傳統(tǒng)的石墨，錫氧化物，納米碳管里面，極大地提高鋰電池的充放電量和充放電次數(shù)。

發(fā)展進(jìn)程

       1970年，代埃克森的M.S.Whittingham采用硫化鈦?zhàn)鳛檎龢O材料，金屬鋰作為負(fù)極材料，制成首個(gè)鋰電池。

       1980年，J. Goodenough 發(fā)現(xiàn)鈷酸鋰可以作為鋰離子電池正極材料。

       1982年，伊利諾伊理工大學(xué)（the Illinois Institute of Technology）的R.R.Agarwal和J.R.Selman發(fā)現(xiàn)鋰離子具有嵌入石墨的特性，此過(guò)程是快速的，并且可逆。與此同時(shí)，采用金屬鋰制成的鋰電池，其安全隱患備受關(guān)注，因此人們嘗試?yán)娩囯x子嵌入石墨的特性制作充電電池。首個(gè)可用的鋰離子石墨電極由貝爾實(shí)驗(yàn)室試制成功。

       1983年，M.Thackeray、J.Goodenough等人發(fā)現(xiàn)錳尖晶石是優(yōu)良的正極材料，具有低價(jià)、穩(wěn)定和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)鋰性能。其分解溫度高，且氧化性遠(yuǎn)低于鈷酸鋰，即使出現(xiàn)短路、過(guò)充電，也能夠避免了燃燒、爆炸的危險(xiǎn)。

       1989年，A.Manthiram和J.Goodenough發(fā)現(xiàn)采用聚合陰離子的正極將產(chǎn)生更高的電壓。

       1991年，索尼公司發(fā)布首個(gè)商用鋰離子電池。隨后，鋰離子電池革新了消費(fèi)電子產(chǎn)品的面貌。

       1996年，Padhi和Goodenough發(fā)現(xiàn)具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鹽，如磷酸鋰鐵（LiFePO4），比傳統(tǒng)的正極材料更具優(yōu)越性，因此已成為當(dāng)前主流的正極材料。

       隨著數(shù)碼產(chǎn)品如手機(jī)、筆記本電腦等產(chǎn)品的廣泛使用，鋰離子電池以?xún)?yōu)異的性能在這類(lèi)產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用，并在逐步向其他產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展。

       1998年，天津電源研究所開(kāi)始商業(yè)化生產(chǎn)鋰離子電池。

       2018年7月15日，從科達(dá)煤炭化學(xué)研究院獲悉，一種由純碳作為主要成分的高容量高密度鋰電池用特種碳負(fù)極材料在該院?jiǎn)柺?，這種由全新材料制備的鋰電池可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程突破600公里。 

       2018年10月，南開(kāi)大學(xué)梁嘉杰、陳永勝教授課題組與江蘇師范大學(xué)賴(lài)超課題組合作成功制備了具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的銀納米線(xiàn)—石墨烯三維多孔載體，并負(fù)載金屬鋰作為復(fù)合負(fù)極材料。這一載體可抑制鋰枝晶產(chǎn)生，從而可實(shí)現(xiàn)電池超高速充電，有望大幅延長(zhǎng)鋰電池“壽命”。該研究成果在最新一期《先進(jìn)材料》上發(fā)表。

       2022年上半年，中國(guó)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)主要指標(biāo)實(shí)現(xiàn)高速增長(zhǎng)，產(chǎn)量超過(guò)280吉瓦時(shí)，同比增長(zhǎng)150%. 

       2022年9月22日上午，由中國(guó)航天科技集團(tuán)四院自主研制并合格交付用戶(hù)的國(guó)內(nèi)首個(gè)直徑3.0米新能源鋰電銅箔核心裝備陰極輥新產(chǎn)品在西安面市，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)行業(yè)技術(shù)空白，實(shí)現(xiàn)了大直徑陰極輥的月產(chǎn)能力突破百臺(tái)大關(guān)，標(biāo)志著中國(guó)超大直徑陰極輥制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了重大突破。

早期研發(fā)

       鋰電池最早期應(yīng)用在心臟起搏器中。鋰電池的自放電率極低，放電電壓平緩等優(yōu)點(diǎn)，使得植入人體的起搏器能夠長(zhǎng)期運(yùn)作而不用重新充電。鋰電池一般有高于3.0伏的標(biāo)稱(chēng)電壓，更適合作集成電路電源。二氧化錳電池，就廣泛用于計(jì)算器，數(shù)碼相機(jī)、手表中。

       為了開(kāi)發(fā)出性能更優(yōu)異的品種，人們對(duì)各種材料進(jìn)行了研究，從而制造出前所未有的產(chǎn)品。

       1992年Sony成功開(kāi)發(fā)鋰離子電池。它的實(shí)用化，使人們的移動(dòng)電話(huà)、筆記本、計(jì)算器等攜帶型電子設(shè)備的重量和體積大大減小。

電池結(jié)構(gòu)

       鋰電池通常有兩種外型：圓柱型和方型。電池內(nèi)部采用螺旋繞制結(jié)構(gòu)，用一種非常精細(xì)而滲透性很強(qiáng)的聚乙烯薄膜隔離材料在正、負(fù)極間間隔而成。正極包括由鈷酸鋰(或鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰等)及鋁箔組成的電流收集極。負(fù)極由石墨化碳材料和銅箔組成的電流收集極組成。電池內(nèi)充有有機(jī)電解質(zhì)溶液。另外還裝有安全閥和PTC元件(部分圓柱式使用)，以便電池在不正常狀態(tài)及輸出短路時(shí)保護(hù)電池不受損壞。

       單節(jié)鋰電池的電壓為3.7V(磷酸亞鐵鋰正極的為3.2V)，電池容量也不可能無(wú)限大，因此，常常將單節(jié)鋰電池進(jìn)行串、并聯(lián)處理，以滿(mǎn)足不同場(chǎng)合的要求。

電池特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

       1．能量比較高。具有高儲(chǔ)存能量密度，已達(dá)到460-600Wh/kg，是鉛酸電池的約6-7倍；

       2．使用壽命長(zhǎng)，使用壽命可達(dá)到6年以上，磷酸亞鐵鋰為正極的電池1C（100%DOD）充放電，有可以使用10,000次的記錄；

       3．額定電壓高（單體工作電壓為3.7V或3.2V），約等于3只鎳鎘或鎳氫充電電池的串聯(lián)電壓，便于組成電池電源組；鋰電池可以通過(guò)一種新型的鋰電池調(diào)壓器的技術(shù)，將電壓調(diào)至3.0V，以適合小電器的使用。

       4．具備高功率承受力，其中電動(dòng)汽車(chē)用的磷酸亞鐵鋰鋰離子電池可以達(dá)到15-30C充放電的能力，便于高強(qiáng)度的啟動(dòng)加速；

       5．自放電率很低，這是該電池最突出的優(yōu)越性之一，一般可做到1%/月以下，不到鎳氫電池的1/20；

       6．重量輕，相同體積下重量約為鉛酸產(chǎn)品的1/6-1/5；

       7．高低溫適應(yīng)性強(qiáng)，可以在-20℃--60℃的環(huán)境下使用，經(jīng)過(guò)工藝上的處理，可以在-45℃環(huán)境下使用；

       8．綠色環(huán)保，不論生產(chǎn)、使用和報(bào)廢，都不含有、也不產(chǎn)生任何鉛、汞、鎘等有毒有害重金屬元素和物質(zhì)。

       9．生產(chǎn)基本不消耗水，對(duì)缺水的中國(guó)來(lái)說(shuō)，十分有利。

       比能量指的是單位重量或單位體積的能量。比能量用Wh/kg或Wh/L來(lái)表示。Wh是能量的單位，W是瓦、h是小時(shí)；kg是千克(重量單位)，L是升（體積單位）。

缺點(diǎn)

       1．鋰原電池均存在安全性差，有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。

       2．鈷酸鋰的鋰離子電池不能大電流放電，價(jià)格昂貴，安全性較差。

       3．鋰離子電池均需保護(hù)線(xiàn)路，防止電池被過(guò)充過(guò)放電。

       4．生產(chǎn)要求條件高，成本高。

       5．使用條件有限制，高低溫使用危險(xiǎn)大。

電池特征

       1.高能量密度鋰離子電池的重量是相同容量的鎳鎘或鎳氫電池的一半，體積是鎳鎘的20-30%，鎳氫的35-50%。

       2.高電壓一個(gè)鋰離子電池單體的工作電壓為3.7V（平均值），相當(dāng)于三個(gè)串聯(lián)的鎳鎘或鎳氫電池。

       3.無(wú)污染鋰離子電池不含有諸如鎘、鉛、汞之類(lèi)的有害金屬物質(zhì)。

       4.不含金屬鋰鋰離子電池不含金屬鋰，因而不受飛機(jī)運(yùn)輸關(guān)于禁止在客機(jī)攜帶鋰電池等規(guī)定的限制。

       5.循環(huán)壽命高在正常條件下，鋰離子電池的充放電周期可超過(guò)500次，磷酸亞鐵鋰則可以達(dá)到2000次。

       6.無(wú)記憶效應(yīng)記憶效應(yīng)是指鎳鎘電池在充放電循環(huán)過(guò)程中，電池的容量減少的現(xiàn)象。鋰離子電池不存在這種效應(yīng)。

       7.快速充電使用額定電壓為4.2V的恒流恒壓充電器，可以使鋰離子電池在1.5-2.5個(gè)小時(shí)內(nèi)就充滿(mǎn)電；而新開(kāi)發(fā)的磷鐵鋰電池，已經(jīng)可以在35分鐘內(nèi)充滿(mǎn)電。

充電知識(shí)

充電電壓

       一般手機(jī)電池電壓寫(xiě)的是3.7V，但一般充電器的電壓寫(xiě)的是5V，但不會(huì)影響使用的，因?yàn)槭謾C(jī)內(nèi)部有充電管理芯片負(fù)責(zé)降壓恒流充電。

       5號(hào)的圓柱形鋰電池，即14500的電池。是通過(guò)鋰電池調(diào)壓器的技術(shù)，將電池的電壓調(diào)至可適合小電器使用的3.0V電壓。

       對(duì)于新買(mǎi)的鋰離子電池的“激活”問(wèn)題，眾多的說(shuō)法是：充電時(shí)間一定要超過(guò)12小時(shí)，反復(fù)做三次，以便激活電池。這種“前三次充電要充12小時(shí)以上”的說(shuō)法，明顯是從鎳電池（如鎳鎘和鎳氫）延續(xù)下來(lái)的說(shuō)法。所以這種說(shuō)法，可以說(shuō)一開(kāi)始就是誤傳。鋰電池和鎳電池的充放電特性有非常大的區(qū)別，而且可以非常明確的告訴大家，所有嚴(yán)肅的正式技術(shù)資料都強(qiáng)調(diào)過(guò)充和過(guò)放電會(huì)對(duì)鋰電池、特別是液體鋰離子電池造成巨大的傷害。因而充電最好按照標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)方法充電，特別是不要進(jìn)行超過(guò)12個(gè)小時(shí)的超長(zhǎng)充電。

       電池同樣需要激活。但是這個(gè)過(guò)程是由生產(chǎn)廠(chǎng)家完成的，與用戶(hù)無(wú)關(guān)，用戶(hù)也沒(méi)有能力完成。鋰電池真正的激活過(guò)程是這樣的：鋰離子電池殼灌輸電解液-封口--化成，就是恒壓充電，然后放電，如此進(jìn)行幾個(gè)循環(huán)，使電極充分浸潤(rùn)電解液充分活化，直至容量達(dá)到要求為止，這個(gè)就是激活過(guò)程--分容，也就是說(shuō)出廠(chǎng)后鋰離子電池到用戶(hù)手上已經(jīng)是激活過(guò)的了。另外，其中有些電池的激活過(guò)程需要電池處于開(kāi)口狀態(tài)，激活以后再封口。

       有些產(chǎn)品的說(shuō)明書(shū)上寫(xiě)著，建議用戶(hù)前三次使用，要對(duì)手機(jī)進(jìn)行完全的充放電。其實(shí)事實(shí)是這樣的，在電池出廠(chǎng)，然后銷(xiāo)售，再到用戶(hù)的手中，會(huì)經(jīng)歷一段時(shí)間，一個(gè)月或者幾個(gè)月，這樣一來(lái)，電池的電極材料就會(huì)“鈍化”，此時(shí)容量低于正常值，使用時(shí)間亦隨之縮短。但鋰電池很容易激活，只要經(jīng)過(guò)3—5次正常的充放電循環(huán)就可激活電池，恢復(fù)正常容量。由于鋰電池本身的特性，決定了它幾乎沒(méi)有記憶效應(yīng)。因此用戶(hù)新鋰電池在激活過(guò)程中，是不需要特別的方法和設(shè)備的。

長(zhǎng)充深充

       長(zhǎng)充可能導(dǎo)致過(guò)充。鋰電池或充電器在電池充滿(mǎn)后都會(huì)自動(dòng)停充，并不存在鎳電充電器所謂的持續(xù)10幾小時(shí)的“涓流”充電。也就是說(shuō)，如果鋰電池在充滿(mǎn)后，放在充電器上也是白充。誰(shuí)都無(wú)法保證電池的充放電保護(hù)電路的特性永不變化和質(zhì)量的萬(wàn)無(wú)一失，所以電池將長(zhǎng)期處在危險(xiǎn)的邊緣徘徊。這也是反對(duì)長(zhǎng)充電的另一個(gè)理由。

       在對(duì)某些機(jī)器上，充電超過(guò)一定的時(shí)間后，如果不去取下充電器，這時(shí)系統(tǒng)不僅不停止充電，還將開(kāi)始放電-充電循環(huán)。也許這種做法的廠(chǎng)商自有其目的，但顯然對(duì)電池的壽命而言是不利的。同時(shí)，長(zhǎng)充電需要很長(zhǎng)的時(shí)間，往往需要在夜間進(jìn)行，而以中國(guó)電網(wǎng)的情況看，許多地方夜間的電壓都比較高，而且波動(dòng)較大。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，鋰電池是很嬌貴的，它比鎳電在充放電方面耐波動(dòng)的能力差得多，于是這又帶來(lái)附加的危險(xiǎn)。

       事實(shí)上，淺放淺充對(duì)于鋰電更有益處，只有在產(chǎn)品的電源模塊為鋰電做校準(zhǔn)時(shí)，才有深放深充的必要。所以，使用鋰電供電的產(chǎn)品不必拘泥于過(guò)程，一切以方便為先，隨時(shí)充電。

過(guò)充過(guò)放

       鋰離子電池的額定電壓，因?yàn)椴牧系淖兓?，一般?.7V，磷酸鐵鋰（以下稱(chēng)磷鐵）正極的則為3.2V。充滿(mǎn)電時(shí)的終止充電電壓國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是4.2V，磷鐵3.6V。鋰離子電池的終止放電電壓為2.75V～3.0V(國(guó)內(nèi)電池廠(chǎng)給出工作電壓范圍或給出終止放電電壓，各參數(shù)略有不同，一般為3.0～2.75V，磷鐵為2.5V。)。低于2.5V（磷鐵2.0V）繼續(xù)放電稱(chēng)為過(guò)放（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)為最低3.2v，磷鐵2.8v），低電壓的過(guò)放或自放電反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致鋰離子活性物質(zhì)分解破壞，并不一定可以還原。而鋰離子電池任何形式的過(guò)充都會(huì)導(dǎo)致電池性能受到嚴(yán)重破壞，甚至爆炸。鋰離子電池在充電過(guò)程必需避免對(duì)電池產(chǎn)生過(guò)充。

充電說(shuō)明

       鋰電動(dòng)車(chē)充電說(shuō)明

       1．放置補(bǔ)電：

       電池組在出廠(chǎng)前均有部分電量剩余，在電動(dòng)車(chē)出售后亦可以進(jìn)行短距離的騎行。第一次騎行完畢后，須對(duì)電池進(jìn)行首次充電，建議首次充電應(yīng)進(jìn)行稍長(zhǎng)時(shí)間（8-12小時(shí)）。

       電池組在使用過(guò)后應(yīng)及時(shí)充電不可虧電儲(chǔ)存，如果電池放置超過(guò)兩個(gè)月時(shí)間未被使用，電池組需要進(jìn)行一次完全的充電。如置放超過(guò)5個(gè)月電池組需要進(jìn)行一次充放電循環(huán)。規(guī)律使用電池，正常使用、長(zhǎng)時(shí)間放置時(shí)對(duì)電池組規(guī)律地充電，可以保證電池組最佳實(shí)用效果，并延長(zhǎng)使用壽命

       2．正常充電：

       首先連接充電器與被充電電池組，之后再將充電器電源插頭連接到220V交流電源。（此連接順序會(huì)避免插拔充電插頭時(shí)電火花的產(chǎn)生。）當(dāng)電源接通后充電器顯示紅色指示燈說(shuō)明電池組正在正常充電，常規(guī)進(jìn)行6-8小時(shí)充電即可。

       3．充電器注意事項(xiàng)：

       為了確保電池組的充電安全和保證電池組的使用壽命，此款電池組只可使用配套的36V鋰電專(zhuān)用充電器。如果充電器丟失或者損壞請(qǐng)找相應(yīng)經(jīng)銷(xiāo)商購(gòu)買(mǎi)。不得使用鉛酸充電器或其他形式的充電器進(jìn)行充電。

鋰電池維護(hù)

       1.由于鋰電池屬于無(wú)記憶性電池，客戶(hù)使用中建議在每次或者每天騎行后即可對(duì)電池組進(jìn)行規(guī)律性的充電或者補(bǔ)電，這樣會(huì)大幅度提高電池組的使用壽命。建議不要每次都騎行至電池組不可放出電量后再進(jìn)行充電，不建議放電超過(guò)于電池組容量的90% 。當(dāng)在電動(dòng)車(chē)在靜止?fàn)顟B(tài)下，電動(dòng)車(chē)上的欠壓指示燈亮起時(shí)，需及時(shí)充電。

       2.當(dāng)電動(dòng)車(chē)啟動(dòng)時(shí)、走上陡坡路、土石路或者強(qiáng)烈頂風(fēng)狀態(tài)下，建議客戶(hù)在騎行時(shí)同時(shí)使用腳踏助力，使得電池及電機(jī)擁有最長(zhǎng)壽命。

       3.電池組容量是在常溫25℃時(shí)進(jìn)行測(cè)量的，因此在冬季,電池容量的發(fā)揮、以及行駛里程略有降低是被視為正常的。建議在冬季，在環(huán)境溫度較高的地方對(duì)電池組進(jìn)行充電，確保能夠電池組充飽。

       4.電動(dòng)車(chē)在不騎行或者停放的情況下，建議客戶(hù)拔下電池組與電動(dòng)車(chē)的鏈接插頭，或者關(guān)閉電源鎖。因?yàn)殡姍C(jī)和控制器在空載狀態(tài)下會(huì)有耗電，請(qǐng)避免電量浪費(fèi)。

       鋰電池使用注意：

       1.在雨雪天氣騎行時(shí)，電池組與電動(dòng)自行車(chē)之間放電插口部分不應(yīng)該接觸到水。不用的時(shí)候，關(guān)掉電池電源開(kāi)關(guān)，以免造成短路后果。且盡量避免在惡劣環(huán)境下使用電動(dòng)車(chē)。注意電池組的防水。

       2.電池放置應(yīng)該躲避水源、火源、保持干燥，避免強(qiáng)烈搖晃、磕碰及短路。夏季時(shí)節(jié)，電池應(yīng)該避免太陽(yáng)直射。

       3.特別提醒: 不要擅自對(duì)電池進(jìn)行拆包、修改，或進(jìn)行破壞；嚴(yán)禁將此電池使用在其他品牌或型號(hào)的電動(dòng)車(chē)上；使用時(shí)避免異物對(duì)充放電口進(jìn)行短路。

主要材料

碳負(fù)極材料

       實(shí)際用于鋰離子電池的負(fù)極材料基本上都是碳素材料，如人工石墨、天然石墨、中間相碳微球、石油焦、碳纖維、熱解樹(shù)脂碳等。

錫基負(fù)極材料

       錫基負(fù)極材料可分為錫的氧化物和錫基復(fù)合氧化物兩種。氧化物是指各種價(jià)態(tài)金屬錫的氧化物。沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

氮化物

       沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

合金類(lèi)

       包括錫基合金、硅基合金、鍺基合金、鋁基合金、銻基合金、鎂基合金和其它合金 ，也沒(méi)有商業(yè)化產(chǎn)品。

納米級(jí)

       納米碳管、納米合金材料。

納米氧化物

       根據(jù)2009年鋰電池新能源行業(yè)的市場(chǎng)發(fā)展最新動(dòng)向，諸多公司已經(jīng)開(kāi)始使用納米氧化鈦和納米氧化硅添加在以前傳統(tǒng)的石墨，錫氧化物，納米碳管里面，極大地提高鋰電池的充放電量和充放電次數(shù)。

電池膨脹損壞

外殼特性

       鋰，原子序數(shù)3，原子量為6.941，是最輕的堿金屬元素。為了提升安全性及電壓，科學(xué)家們發(fā)明了用石墨及鈷酸鋰等材料來(lái)儲(chǔ)存鋰原子。這些材料的分子結(jié)構(gòu)，形成了納米等級(jí)的細(xì)小儲(chǔ)存格子，可用來(lái)儲(chǔ)存鋰原子。這樣一來(lái)，即使是電池外殼破裂，氧氣進(jìn)入，也會(huì)因氧分子太大，進(jìn)不了這些細(xì)小的儲(chǔ)存格，使得鋰原子不會(huì)與氧氣接觸而避免爆炸。

保護(hù)措施

       鋰電池芯過(guò)充到電壓高于 4.2V 后，會(huì)開(kāi)始產(chǎn)生副作用。過(guò)充電壓愈高，危險(xiǎn)性也跟著愈高。鋰電芯電壓高于 4.2V 后，正極材料內(nèi)剩下的鋰原子數(shù)量不到一半， 此時(shí)儲(chǔ)存格常會(huì)垮掉， 讓電池產(chǎn)生永久性的容量損失。 如果繼續(xù)充電，由于負(fù)極的儲(chǔ)存格已經(jīng)裝滿(mǎn)了鋰原子，后續(xù)的鋰金屬會(huì)堆積于負(fù)極材料表面。這些鋰原子會(huì)由負(fù)極表面往鋰離子來(lái)的方向長(zhǎng)出樹(shù)枝狀結(jié)晶。這些鋰金屬結(jié)晶會(huì)穿過(guò)隔膜，使正負(fù)極短路。有時(shí)在短路發(fā)生前電池就先爆炸，這是因?yàn)樵谶^(guò)充過(guò)程，電解液等材料會(huì)分解產(chǎn)生氣體，使得電池外殼或壓力閥鼓脹破裂，讓氧氣進(jìn)去與堆積在負(fù)極表面的鋰原子反應(yīng)，進(jìn)而爆炸。

       因此，鋰電池充電時(shí)，一定要設(shè)定電壓上限， 才可以同時(shí)兼顧到電池的壽命、容量、和安全性。最理想的充電電壓上限為 4.2V。 鋰電芯放電時(shí)也要有電壓下限。 當(dāng)電芯電壓低于 2.4V 時(shí)， 部分材料會(huì)開(kāi)始被破壞。 又由于電池會(huì)自放電， 放愈久電壓會(huì)愈低，因此，放電時(shí)最好不要放到 2.4V 才停止。鋰電池從 3.0V 放電到 2.4V 這段期間，所釋放 的能量只占電池容量的 3%左右。因此，3.0V 是一個(gè)理想的放電截止電壓。 充放電時(shí)，除了電壓的限制，電流的限制也有其必要。電流過(guò)大時(shí)，鋰離子來(lái)不及進(jìn)入儲(chǔ)存格，會(huì)聚集于材料表面。

       這些鋰離子獲得電子后，會(huì)在材料表面產(chǎn)生鋰原子結(jié)晶，這與過(guò)充一樣，會(huì)造成危險(xiǎn)性。萬(wàn)一電池外殼破裂，就會(huì)爆炸。 因此，對(duì)鋰離子電池的保護(hù)，至少要包含：充電電壓上限、放電電壓下限、及電流上限三項(xiàng)。一般鋰電池組內(nèi)，除了鋰電池芯外，都會(huì)有一片保護(hù)板，這片保護(hù)板主要就是提供這三項(xiàng)保護(hù)。但是，保護(hù)板的這三項(xiàng)保護(hù)顯然是不夠的，全球鋰電池爆炸事件還是頻傳。要確保電池系統(tǒng)的安全性，必須對(duì)電池爆炸的原因， 進(jìn)行更仔細(xì)的分析。

爆炸原因

       1、內(nèi)部極化較大；

       2、極片吸水，與電解液發(fā)生反應(yīng)氣鼓；

       3、電解液本身的質(zhì)量、性能問(wèn)題；

       4、注液時(shí)候注液量達(dá)不到工藝要求；

       5、裝配制程中激光焊接密封性能差，測(cè)漏氣時(shí)漏氣；

       6、粉塵、極片粉塵首先易導(dǎo)致微短路；

       7、正負(fù)極片較工藝范圍偏厚，入殼難；

       8、注液封口問(wèn)題，鋼珠密封性能不好導(dǎo)致氣鼓；

       9、殼體來(lái)料存在殼壁偏厚，殼體變形影響厚度；

       10、外面環(huán)境溫度過(guò)高也是導(dǎo)致爆炸的主要原因。

爆炸類(lèi)型

       爆炸類(lèi)型分析電池芯爆炸的類(lèi)形可歸納為外部短路、內(nèi)部短路、及過(guò)充三種。此處的外部系指電芯的外部，包含了電池組內(nèi)部絕緣設(shè)計(jì)不良等所引起的短路。 當(dāng)電芯外部發(fā)生短路，電子組件又未能切斷回路時(shí)，電芯內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生高熱，造成部分電解液汽化，將電池外殼撐大。當(dāng)電池內(nèi)部溫度高到 135 攝氏度時(shí)，質(zhì)量好的隔膜紙，會(huì)將細(xì)孔關(guān)閉，電化學(xué)反應(yīng)終止或近乎終止，電流驟降，溫度也慢慢下降，進(jìn)而避免了爆炸發(fā)生。但是，細(xì)孔關(guān)閉率太差，或是細(xì)孔根本不會(huì)關(guān)閉 的隔膜紙，會(huì)讓電池溫度繼續(xù)升高，更多的電解液汽化，最后將電池外殼撐破，甚至將電池溫度提高到使材料燃燒并爆炸。 內(nèi)部短路主要是因?yàn)殂~箔與鋁箔的毛刺穿破隔膜，或是鋰原子的樹(shù)枝狀結(jié)晶穿破膈膜所造成。

       這些細(xì)小的針狀金屬，會(huì)造成微短路。由于，針很細(xì)有一定的電阻值，因此，電流不見(jiàn)得會(huì)很大。銅鋁箔毛刺系在生 產(chǎn)過(guò)程造成，可觀察到的現(xiàn)象是電池漏電太快，多數(shù)可被電芯廠(chǎng)或是組裝廠(chǎng)篩檢出來(lái)。而且，由于毛刺細(xì)小， 有時(shí)會(huì)被燒斷，使得電池又恢復(fù)正常。因此，因毛刺微短路引發(fā)爆炸的機(jī)率不高。 這樣的說(shuō)法，可以從各電芯廠(chǎng)內(nèi)部都常有充電后不久，電壓就偏低的不良電池，但是卻鮮少發(fā)生爆炸事件，得到統(tǒng)計(jì)上的支持。因此，內(nèi)部短路引發(fā)的爆炸，主要還是因?yàn)檫^(guò)充造成的。

       因?yàn)?，過(guò)充后極片上到處 都是針狀鋰金屬結(jié)晶，刺穿點(diǎn)到處都是，到處都在發(fā)生微短路。因此，電池溫度會(huì)逐漸升高，最后高溫將電 解液氣體。這種情形，不論是溫度過(guò)高使材料燃燒爆炸，還是外殼先被撐破，使空氣進(jìn)去與鋰金屬發(fā)生激烈氧化，都是爆炸收?qǐng)觥?但是過(guò)充引發(fā)內(nèi)部短路造成的這種爆炸，并不一定發(fā)生在充電的當(dāng)時(shí)。有可能電池溫度還未高到讓材料燃燒、產(chǎn)生的氣體也未足以撐破電池外殼時(shí)，消費(fèi)者就終止充電，帶手機(jī)出門(mén)。這時(shí)眾多的微短路所產(chǎn)生的熱，慢慢的將電池溫度提高，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，才發(fā)生爆炸。消費(fèi)者共同的描述都是拿起手機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)手機(jī)很 燙，扔掉后就爆炸。

       綜合以上爆炸的類(lèi)型，可以將防爆重點(diǎn)放在過(guò)充的防止、外部短路的防止及提升電芯安全性三方面。其中過(guò)充防止及外部短路防止屬于電子防護(hù)，與電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)及電池組裝有較大關(guān)系。電芯安全性提升 之重點(diǎn)為化學(xué)與機(jī)械防護(hù)，與電池芯制造廠(chǎng)有較大關(guān)系。

設(shè)計(jì)規(guī)范

       由于全球手機(jī)有數(shù)億只，要達(dá)到安全，安全防護(hù)的失敗率必須低于一億分之一。由于，電路板的故障率 一般都遠(yuǎn)高于一億分之一。因此，電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須有兩道以上的安全防線(xiàn)。常見(jiàn)的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)是用充電器（adaptor）直接去充電池組。這樣將過(guò)充的防護(hù)重任，完全交給電池組上的保護(hù)板。雖然保護(hù)板的故障率不高，但是，即使故障率低到百萬(wàn)分之一，機(jī)率上全球還是天天都會(huì)有爆炸事故發(fā)生。 電池系統(tǒng)如能對(duì)過(guò)充、過(guò)放、過(guò)電流都分別提供兩道安全防護(hù)，每道防護(hù)的失敗率如果是萬(wàn)分之一，兩道防護(hù)就可以將失敗率降到一億分之一。

       常見(jiàn)的電池充電系統(tǒng)包含充電器及電池組兩大部分。 ①充電器又包含適配器及充電控制器兩部分。適配器將交流電轉(zhuǎn)為直流電，充電控制器則限制直流 電的最大電流及最高電壓。②電池組包含保護(hù)板及電池芯兩大部分，以及一個(gè) PTC 來(lái)限定最大電流。適配器交流變直流作用：電控制器限流限壓。充電器作用: 保護(hù)板過(guò)充、 過(guò)放、過(guò)流等防護(hù)。

       電池組作用：限流片。電池芯以手機(jī)電池系統(tǒng)為例，過(guò)充防護(hù)系統(tǒng)利用充電器輸出電壓設(shè)定在 4.2V 左右，來(lái)達(dá)到第一層防護(hù)，這樣就算電池組上的保護(hù)板失效，電池也不會(huì)被過(guò)充而發(fā)生危險(xiǎn)。第二道防護(hù)是保護(hù)板上的過(guò)充防護(hù)功能，一般設(shè)定為 4.3V。這樣，保護(hù)板平常不必負(fù)責(zé)切斷充電電流，只有當(dāng)充電器電壓異常偏高時(shí)，才需要?jiǎng)幼鳌＿^(guò)電流防護(hù)則是由保護(hù)板及限流片來(lái)負(fù)責(zé)，這也是兩道防護(hù)，防止過(guò)電流及外部短路。由于過(guò)放電只會(huì)發(fā)生在電子產(chǎn)品被使用的過(guò)程。因此，一般設(shè)計(jì)是由該電子產(chǎn)品的線(xiàn)路板來(lái)提供第一道防護(hù)，電池組上的保護(hù)板則提供第二道防護(hù)。當(dāng)電子產(chǎn)品偵測(cè)到供電電壓低于 3.0V 時(shí)，應(yīng)該自動(dòng)關(guān)機(jī)。如果該產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)未設(shè)計(jì)這項(xiàng)功能，則保護(hù)板會(huì)在電壓低到 2.4V 時(shí)，關(guān)閉放電回路。

       總論：電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，必須對(duì)過(guò)充、過(guò)放、與過(guò)電流分別提供兩道電子防護(hù)。 把保護(hù)板拿掉后充電，如果電池會(huì)爆炸就代表設(shè)計(jì)不良。 上述方法雖然提供了兩道防護(hù)，但是由于消費(fèi)者在充電器壞掉后，常會(huì)買(mǎi)非原廠(chǎng)充電器來(lái)充電，而充電 器業(yè)者，基于成本考慮，常將充電控制器拿掉，來(lái)降低成本。結(jié)果，劣幣驅(qū)逐良幣，市面上出現(xiàn)了許多劣質(zhì)充電器。這使得過(guò)充防護(hù)失去了第一道也是最重要的一道防線(xiàn)。而過(guò)充又是造成電池爆炸的最重要因素，因 此，劣質(zhì)充電器可以稱(chēng)得上是電池爆炸事件的元兇。 當(dāng)然，并非所有的電池系統(tǒng)都采用如上述的方案。在有些情況下，電池組內(nèi)也會(huì)有充電控制器的設(shè)計(jì)。

       最后的防線(xiàn)：如果電子的防護(hù)措施都失敗了，最后的一道防線(xiàn)，就要由電芯來(lái)提供了。電芯的安全層級(jí)， 可依據(jù)電芯能否通過(guò)外部短路和過(guò)充來(lái)大略區(qū)分等級(jí)。由于，電池爆炸前，如果內(nèi)部有鋰原子堆積在材料表面，爆炸威力會(huì)更大。而且，過(guò)充的防護(hù)常因消費(fèi)者使用劣質(zhì)充電器而只剩一道防線(xiàn)，因此，電芯抗過(guò)充能力比抗外部短路的能力更重要。 鋁殼電芯與鋼殼電芯安全性比較，鋁殼具有很高的安全優(yōu)勢(shì)。

辨別電池

       1.比較電池容量的大小。一般的鎘鎳電池為500mAh或600mAh，氫鎳電池也不過(guò)800-900mAh;而鋰離子手機(jī)電池的容量一般都在1300-1400mAh之間，所以鋰電池充足電后使用的時(shí)間約是氫鎳電池的1.5倍，是鎘鎳電池的3.0倍左右。如果發(fā)現(xiàn)所購(gòu)買(mǎi)的鋰離子手機(jī)電池塊工作時(shí)間并沒(méi)有宣傳的或說(shuō)明書(shū)上規(guī)定的長(zhǎng)，就有可能是假冒的。

       2.看塑膠表面及塑膠材質(zhì)。正品電池防磨面均勻，采用的是PC材質(zhì)，無(wú)脆裂現(xiàn)象；假冒電池?zé)o防磨面或過(guò)于粗糙，采用的是再生材質(zhì)，易脆裂。

       3.測(cè)量電池塊的充電電壓。如果用鎘鎳、氫鎳電池塊假冒鋰離子手機(jī)電池塊，就必須由5個(gè)單體電池組成，單個(gè)電池的充電電壓一般不超過(guò)1.55V，電池塊的總電壓不超過(guò)7.75V。當(dāng)電池塊的充電總電壓低于8.0V時(shí)就有可能是鎘鎳、氫鎳電池。

       4.對(duì)于原裝電池，它的電池表面色澤紋理清晰、均勻、乾凈、無(wú)明顯劃痕及損傷；電池標(biāo)志應(yīng)印有電池型號(hào)、種類(lèi)、額定容量、標(biāo)準(zhǔn)電壓、正負(fù)極標(biāo)志、制造廠(chǎng)名。手感要光滑無(wú)阻塞，松緊適宜，與手配合良好，鎖扣可靠；五金片無(wú)明顯劃痕及發(fā)黑、發(fā)綠現(xiàn)象。如果購(gòu)買(mǎi)的手機(jī)電池與上面的現(xiàn)象不符合的，可以初步斷定是假貨。

       5.許多手機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)商也從自身的角度出發(fā)，通過(guò)努力提高工藝水準(zhǔn)，來(lái)提高手機(jī)及其配件的造假難度，從而進(jìn)一步遏制假貨水貨泛濫的現(xiàn)象。一般正規(guī)的手機(jī)產(chǎn)品及其配件要求在外表上必須做到一致性。因此如果把買(mǎi)回來(lái)的手機(jī)電池裝上時(shí)，應(yīng)該仔細(xì)對(duì)照一下機(jī)身與電池底殼，假如色澤光暗一致，就是原裝電池。否則，電池本身較暗淡無(wú)光澤，就有可能是假電池。

       6.觀察充電的異常情況。一般，正品手機(jī)電池內(nèi)部應(yīng)有過(guò)流保護(hù)器，在外部短路等導(dǎo)致電流過(guò)大的情況下，自動(dòng)切斷回路，以免燒毀或損壞手機(jī)；鋰離子電池另具有過(guò)流保護(hù)線(xiàn)路，當(dāng)使用不規(guī)范電器，交電電流過(guò)大時(shí)也會(huì)自動(dòng)切斷電源，導(dǎo)致充不進(jìn)，在電池正常情況，可自動(dòng)恢復(fù)到導(dǎo)通狀態(tài)。如果，在充電的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)電池嚴(yán)重發(fā)熱或者冒煙，甚至爆炸，說(shuō)明電池肯定是假的。

       7.借助專(zhuān)用工具。面對(duì)市場(chǎng)上的手機(jī)電池的種類(lèi)越來(lái)越多，而假冒的技術(shù)也是越來(lái)越高明，一些大公司也在不斷地提高防偽技術(shù)。隨著防偽技術(shù)的提高，也就很難從外觀上來(lái)識(shí)別真假了。

選購(gòu)方法

       鋰離子電池分為液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池。鋰離子電池的電解質(zhì)是流動(dòng)的，因此，比鋰聚合物電池更不穩(wěn)定，碰到外力摔打，或者使用不符合標(biāo)準(zhǔn)的充電器，都可能引起電池爆炸。很多手機(jī)、手提電腦等便攜式電子產(chǎn)品，所用的電池都是鋰電池。也就是說(shuō)，很多人的身邊有一個(gè)“炸彈”。為安全起見(jiàn)，選購(gòu)時(shí)一定要注意以下幾點(diǎn)。

       一、有沒(méi)有標(biāo)示明確容量。無(wú)明確標(biāo)示容量（如1000mAh或1000毫安培小時(shí)）的電池很有可能就是使用劣質(zhì)電池或回收電池。市場(chǎng)上充斥的許多廉價(jià)的電池，就是使用回收電池心做的，價(jià)格雖然便宜，但是壽命短、品質(zhì)不穩(wěn)定，使用不慎可能會(huì)損壞手機(jī)。

       二、有沒(méi)有保證待機(jī)時(shí)間。待機(jī)時(shí)間即電池裝入手機(jī)后到下一次充電的連續(xù)使用時(shí)間。一般市場(chǎng)上銷(xiāo)售的電池都無(wú)法對(duì)顧客保證待機(jī)時(shí)間，這是因?yàn)殡姵仄焚|(zhì)不穩(wěn)定的關(guān)系，許多廉價(jià)的電池因?yàn)槭鞘褂闷焚|(zhì)不良的電池心，所以待機(jī)時(shí)間很短 。

       三、是否加裝安全保護(hù)電路板。無(wú)保護(hù)電路板，則鋰電池就有變形、漏液、爆炸的危險(xiǎn)。在惡性削價(jià)競(jìng)爭(zhēng)下，各家尋求更低價(jià)位的保護(hù)電路板，或者根本省略了這個(gè)裝置，使得市面上充斥著有爆炸危險(xiǎn)的鋰電池。消費(fèi)者無(wú)法從外觀分辨出來(lái)是否有保護(hù)電路板，因此最好選擇有信譽(yù)的商家購(gòu)買(mǎi)。

       2022年01月19日工信部將指導(dǎo)有關(guān)單位加快制定鋰電編碼標(biāo)準(zhǔn)。

水溶液電池

       2013年3月13日消息,最新一期《自然》(Nature)雜志子刊《科學(xué)報(bào)道》(Sci.Report)刊發(fā)了復(fù)旦大學(xué)教授吳宇平課題組的一項(xiàng)重磅研究成果。這項(xiàng)關(guān)于水溶液鋰電池體系的最新研究，可將鋰電池性能提高80%。電動(dòng)汽車(chē)只需充電10秒即可行駛400公里，這種電池成本低廉，安全不易爆炸。

       吳宇平課題組13日向記者展示了這種鋰電池體系。一片薄薄的金屬鋰，被特制的復(fù)合膜緊密包裹，將其置于pH值呈中性的水溶液中，與鋰離子電池中傳統(tǒng)的正極材料尖晶石錳酸鋰組裝，即可制成平均充電電壓為4.2V、放電電壓為4.0V的新型水鋰電，這一成果大大突破了水溶液的理論分解電壓1.23V。

       吳宇平課題組的這項(xiàng)成果對(duì)發(fā)展新型的低成本、易大規(guī)模生產(chǎn)、安全環(huán)保的蓄電池體系提供了可能。據(jù)稱(chēng)，新型的水鋰電采用水溶液作為電解質(zhì)，阻燃性增強(qiáng)，使電池在使用過(guò)程中不易發(fā)燙發(fā)熱，安全性能高；用高分子材料和無(wú)機(jī)材料制成復(fù)合膜，能將電池的能量損耗降到5%以下。

       據(jù)估計(jì)，如果將這種電池用于手機(jī)，同樣大小的電池至少能將手機(jī)通話(huà)時(shí)間延長(zhǎng)一倍，成本則不足原有的一半；用于汽車(chē)同樣如此，對(duì)環(huán)境構(gòu)成的污染也比現(xiàn)有鋰電池小得多。

       吳宇平說(shuō)，美國(guó)能源研究所已“瞄”上這項(xiàng)研究，希望與他達(dá)成合作意向。但他更希望能與國(guó)內(nèi)有前瞻性的企業(yè)合作。他表示，“新型水鋰電在生活中可具體應(yīng)用到各方各面，希望水鋰電的突破能夠最終使消費(fèi)者對(duì)安全放心、對(duì)成本接受，解決目前全球躊躇不前的電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)?！?/p>

和鉛酸電池區(qū)別

       鋰電池和鉛酸電池作為兩種不同的化學(xué)電源體系，它們?cè)诙鄠€(gè)方面存在顯著的區(qū)別。以下是關(guān)于鋰電池和鉛酸電池的主要區(qū)別：

一、材料組成

       鋰電池：主要使用鋰元素或其化合物（如鋰離子）作為電極活性材料，并配以碳材料（如石墨）作為負(fù)極。鋰電池的正極材料種類(lèi)繁多，包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰等。

       鉛酸電池：主要使用鉛及其化合物（如鉛酸）作為電極活性材料，電解液為硫酸溶液。鉛酸電池的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，由正極板、負(fù)極板、隔板、電解液和電池槽等組成。

二、能量密度

       鋰電池：具有更高的能量密度，這意味著相同重量的鋰電池可以存儲(chǔ)更多的電能。這種特性使得鋰電池在便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

       鉛酸電池：雖然也具有一定的能量密度，但相比鋰電池而言要低得多。

三、充電速度

       鋰電池：通常具有較快的充電速度，可以在較短時(shí)間內(nèi)充滿(mǎn)電。

       鉛酸電池：充電速度相對(duì)較慢，需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能充滿(mǎn)電。

四、使用壽命

       鋰電池：使用壽命通常比鉛酸電池長(zhǎng)。鋰電池可以在數(shù)千次的充放電循環(huán)中保持其性能。

       鉛酸電池：通常在數(shù)百次充放電循環(huán)后就需要更換。

五、環(huán)保性

       鋰電池：是一種相對(duì)環(huán)保的能源儲(chǔ)存方式。雖然鋰電池在生產(chǎn)過(guò)程中可能產(chǎn)生一些有害物質(zhì)，但其回收和處理過(guò)程相對(duì)較少產(chǎn)生有害物質(zhì)。此外，鋰電池的高能量密度和長(zhǎng)使用壽命也有助于減少?gòu)U棄電池的數(shù)量和對(duì)環(huán)境的污染。

       鉛酸電池：則存在較為嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題。鉛酸電池中含有有毒的鉛和硫酸等物質(zhì)，在生產(chǎn)、使用和處置過(guò)程中都可能對(duì)環(huán)境和人類(lèi)健康造成危害。

六、成本

       鋰電池：的成本通常高于鉛酸電池。這主要是由于鋰電池的原材料成本較高以及生產(chǎn)工藝復(fù)雜等原因所致。然而，考慮到鋰電池的高能量密度和長(zhǎng)使用壽命等優(yōu)點(diǎn)，其在長(zhǎng)期應(yīng)用中可能具有更好的成本效益。

       鉛酸電池：則因其生產(chǎn)成本相對(duì)較低而在一些低成本應(yīng)用中具有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

七、應(yīng)用領(lǐng)域

       鋰電池：廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)車(chē)、儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域，這些應(yīng)用對(duì)能量密度、自放電率和環(huán)保性有較高要求。

       鉛酸電池：主要應(yīng)用于汽車(chē)啟動(dòng)電源、電動(dòng)自行車(chē)、不間斷電源等領(lǐng)域，這些應(yīng)用對(duì)能量密度要求不高，但對(duì)成本和循環(huán)壽命有一定要求。

       綜上所述，鋰電池和鉛酸電池在材料組成、能量密度、充電速度、使用壽命、環(huán)保性、成本以及應(yīng)用領(lǐng)域等方面都存在明顯的差異。在選擇電池類(lèi)型時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用場(chǎng)景和預(yù)算來(lái)做決策。